Žmonija žvelgia į kosmosą kaip į beribę erdvę, kurioje slypi mūsų ateities viltys ir iššūkiai, tačiau realybė vis dar skausmingai primena, kad mes įkalinti savo technologinių galimybių ribose. Raketa, nukreipusi žmones į Mėnulį, šiandien atrodo kaip senovinis burlaivis, vos įstengiantis priartėti prie artimiausių kosminių krantų. Jei norime kelionių į Marsą, Jupiterį ar net dar toliau – dar gyvenant to paties žmogaus kartai – prireiks tikro technologinio perversmo. Ir, pasak drąsiausių vizionierių, šuolis į galaktinę erą gali prasidėti su antimaterija. Būtent taip mano Terraform Industries vadovas Casey Handmer, paskelbęs ambicingą antimaterijos panaudojimo viziją, kurią jis vadina naujuoju Manhatano projektu. Jo idėja – koordinuota, milžiniško masto mokslinė programa, galinti uždegti galingiausią žmonijai žinomą variklį.
Kodėl antimaterija laikoma švariausia ir galingiausia energija Visatoje?
Antimaterija yra tarsi veidrodinis mūsų pasaulio atspindys. Kiekviena įprastinė dalelė turi antimaterijos „antrininkę“, priešingo krūvio ir identiškos masės. Susidūrus šiems dviem pasauliams, viskas baigiasi akimirksniu – visa masė išnyksta, virsta grynu energijos blyksniu. Šis virsmas, parematas Einsteino lygtimi E=mc², išlaisvina maždaug tūkstantį kartų daugiau energijos nei branduolinė skilimo reakcija. Iš tokios grandiozinės galios kyla ir viliojantis pažadas: vos keli gramai tokio kuro galėtų atverti kelią į tolimas planetas, nebereikalaujant kosminių bakų degalų ar dešimtmečių kelionių.
Tačiau kartu su šiuo pažadu ateina ir didžiuliai sunkumai. Šiuo metu antimaterijos gamyba yra stulbinamai neefektyvi – tokia, kad dabartinių metodų prilyginimas kosminiam skrydžiui būtų tas pats, kas bandyti pripūsti oro balioną per kavos maišelio skylutę. Didžiausi pasaulio greitintuvai, tokie kaip CERN, tesugeba sukurti vos tūkstančius antihidrogeno atomų per dieną, o bendras efektyvumas siekia mikroskopinius 0,000001 %. Vis dėlto net ir šiame sudėtingame lauke jau matomi pirmieji proveržiai: CERN neseniai padidino gamybos efektyvumą aštuonis kartus vos vienu paprastu procesu. Jei per ateinančius metus atsirastų dar keli tokie šuoliai, žaidimo taisyklės galėtų keistis dramatiškai.
Didžiausias iššūkis – kaip laikyti tai, kas naikina viską, ką paliečia?
Antimaterija negali būti laikoma talpykloje. Ji susinaikintų vos prisilietusi prie bet ko, kas sudaryta iš įprastos materijos. Todėl mokslininkai kuria vadinamąsias elektrostatines gaudykles – kriogenines vakuumo kameras, kuriose mažyčiai antihidrogeno lašai laikomi pakibę erdvėje, sulaikyti tiksliai suderintų elektrinių laukų. Tai – tarsi bandymas laikyti žaibą tarp pirštų, bet teoriškai įmanomas.
Trečias ramsčiu tampantis iššūkis – variklis. Kaip paversti antimaterijos energiją efektyvia trauka? Vienas paprastesnių modelių siūlo panaudoti susinaikinimo energiją įkaitinant itin atsparų bloką, pro kurį tekėtų darbinė medžiaga. Tačiau įdomesnės idėjos susijusios su antiprotonų naudojimu kaip detonatoriumi: jie galėtų inicijuoti urano-238 skilimą, o iš gautos energijos sukurti trauką, kelis kartus efektyvesnę už bet kokią mums žinomą technologiją. Tokiu principu variklis ne tik būtų galingas, bet ir išnaudotų antimateriją ekonomiškai.
Kiek antimaterijos reikia kelionei į Plutoną? Stebėtinai mažai
Handmer pateikia skaičiavimus, kurie gali skambėti kaip mokslinė fantastika, tačiau paremti realiais fizikos dėsniais. Kelionei į Plutoną ir atgal – misijai, trunkančiai mažiau nei dvidešimt metų – prireiktų vos 45 gramų antimaterijos ir apie 10 kilogramų urano-238. Visa tai užimtų maždaug pusės litro talpos tūrio. Kitaip tariant, mažesnis kiekis nei standartinė vandens buteliuko pakuotė.
Šis skaičius kelia įspūdį, nes šiandien bet koks aparatas, leidžiamas į tolimas planetas, turi gabentis tonas degalų. Antimaterija žada misijas, kuriose variklis taptų kompaktiškas ir beprecedentiškai galingas.
Naujas „Manhatano projektas“ – vizija, kuri skelia mokslininkų bendruomenę
Handmer teigia, kad koordinuota programa, panaši į tą, kuri XX a. viduryje sukūrė atominę bombą, galėtų atverti kelią į kosmoso revoliuciją. Pasiekus bent 0,01 % gamybos efektyvumą, kelionės į Marsą, Jupiterį ar Saturną taptų realiu, o ne fantastiniu scenarijumi. Dar daugiau – jų biudžetai, anot vizijos autoriaus, galėtų tilpti į dabartinių kosmoso agentūrų finansines galimybes.
Tačiau kritikai lieka skeptiški. Pati antimaterijos gamyba yra tokia energijai nepalanki, kad pagaminti energijos kiekį, lygiavertį vienam „Starship“ raketos degalų bakui (71,5 teradžauliai), šiandien pareikalautų visos JAV elektros energijos gamybos 153 valandoms ir kainuotų nepadoriai didelius trilijonus dolerių. Tokios išlaidos atrodo visiškai nerealios.
Vis dėlto istorija moko, kad technologinis proveržis dažnai prasideda nuo drąsios idėjos, kurią vėliau pakeičia netikėti metodų atradimai. Jei antimaterijos gamyba taptų bent tūkstantį kartų efektyvesnė, kas žino – galbūt XXI amžius bus tas, kuriame pirmieji žmonės nuskraidins zondus į kitų žvaigždžių sistemas dar gyvendami Žemėje.
Nuotraukos asociatyvinės © Canva.
